Походження Місяця кілька невеликих Тея зіткнулися б із Землею
Лоран Сакко
Журналіст
Опубліковано 10.01.2017
Змінено 11.01.2017
Опубліковано 10.01.2017 - Змінено 11.01.2017
Щойно запропонована нова космогонічна теорія походження Місяця. Замість того, щоб задіяти єдиний гігантський удар із планетою розміром з Марс, яка називається Тея, вона базується на близько двадцяти зіткненнях з меншими небесними тілами, приблизно 4,4-4,5 мільярда років тому.
[ВІДЕО] Ключі до Всесвіту: Таємниче народження Місяця Походження Місяця овіяне таємницею. Відокремлення від іншої планети, одночасне створення із Сонячною системою або навіть зіткнення із Землею, з часом висувалося кілька гіпотез щодо її формування. Під час цього епізоду «Ключі до Всесвіту» Discovery Science звернулася до цього питання.
Новий поворот у сазі про космогонію планет Сонячної системи щодо, і це не вперше, утворення місяця А з малою літерою "L" є супутником планети. Наприклад, Фобос і Деймос - це дві супутники планети Марс.
Місяць
Місяць із великою літерою "L" - єдиний природний супутник Землі; ймовірно, це сталося внаслідок зіткнення 4,4 роки тому. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/c/7/8/c785911d64_50034415_lune-05.jpg "data-url ="/science/definitions/univers-lune- 2550/"data-more =" Детальніше "> Місяць. Нова теорія запропонована двома ізраїльськими дослідниками з Інституту Вейцмана Ралукою Руфу та Одедом Ахаронсоном у статті, опублікованій у Nature Geoscience. Якщо це виявиться правильно, це ще раз покаже, що в науці незначні відмінності між передбаченнями обгрунтованої теорії та даними, отриманими в результаті спостережень, можуть призвести до глибокої модифікації або навіть до спростування її.
Теорія гігантського впливу між молодою структурою земної кулі. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/8/4/f/84ff7edce5_123534_terre-apollo8.jpg "data-url ="/planete/definitions/structure-terre- terre-4725/"data-more =" Детальніше "> Земля і невелика планета розміром з Марс, що називається Тея, приблизно через сто мільйонів років після народження Землі, нав'язали себе з початку з 2000-х років. Це на основі чисельного моделювання та дивної схожості середнього хімічного складу Місяця та мантії Землі, виведених з вивчення місячних порід, про які повідомляли астронавти програми "Аполлон" .
Походження Місяця, космохімія та небесна механіка
Тея, яка, мабуть, містила ядро заліза та нікелю, як Земля, була б зруйнована внаслідок зіткнення із Землею. Його серцевину проковтнула б наша планета, коли частина органічної речовини, азотистої речовини тощо.
Є різні сім'ї, такі як:
органічна речовина, з якої складаються живі істоти (тварини або рослини) або. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/e/7/0/e70ccaaf4a_91935_matiere.jpg "data-url ="/science/definitions/matiere-matiere-15841/"data-more =" Lire la suite "> матерія її мантії, а також частина Землі, відірвана в результаті удару, опинилася б на орбіті, утворюючи кільце. Ці матеріали нарешті зросли б, надавши наші Місяць. Це пояснювало б, чому він набагато менш багатий залізом, ніж очікувалося для маленької планети, сформованої як Земля, і яку він захопив би, а також чому його хімічний склад настільки подібний до мантії нашої блакитної планети.
Однак цей склад на думку космохіміків занадто близький до складу Землі. Дійсно, навіть якщо протопланетний диск у походження всіх планет повинен був особливо добре перемішуватися Ін-ом. "data-url ="/science/definitions/physique-turbulence-999/"data-more =" Lire la suite "> турбулентність його газу, у нього все ще мали місце різниці у формуванні малих небесних тіл, зокрема тому, що градієнта в математиці, вектор
Для математиків термін градієнт позначає вектор, що представляє варіацію функції щодо варіації. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/3/9/3/39343aba22_79200_gradient.jpg "data-url ="/science/definitions/physique-gradient-15141/"data-more =" Детальніше "> градієнт температури між його внутрішнім і зовнішнім краями. Хаотичні міграції та зіткнення планет, безумовно, також сприяли змішуванню основних матеріалів, що містяться в планетах, але не до того, щоб створювати композиції, однорідні незалежно від місць народження планет.
Чи міг Місяць утворитися в результаті зіткнень невеликих супутників ?
Тим не менше, цей вибір початкових параметрів вимагає певних припущень, які можуть здатися досить малоймовірними, і саме тому кілька дослідників сумнівались у стандартному сценарії. Тепер виявляється, що Руфу та Ахаронсон досліджували варіант сценарію впливу вже деякий час, як вони вже пояснювали на Місячній та планетарній науковій конференції 2015 року.
Ідея проста, не було б гігантського удару, а декількох із небесними тілами поважних розмірів, але меншими за планету Марс. Це не було б дуже дивно, тому що на зорі формування Сонячної системи такі зіткнення, мабуть, були частими. Два астрофізики дослідили цю модель за допомогою декількох сотень чисельних комп'ютерних моделювань та об'єктів, маси яких складали від сотої до десятої маси Землі. Здається, обмеження на швидкості, кути зіткнень та хімічний склад ударних елементів набагато нижчі, щоб отримати матеріали на орбіті навколо Землі, що в основному виходять з її мантії, а нарощення яких дало б наш Місяць. Навіть сформувалося б кілька невеликих супутників, які, зіткнувшись, утворили б наш супутник приблизно за сто мільйонів років.
Це все-таки лише попередня робота, тому що якщо модель дає потрібну кількість матеріалу, мантія, хоч і тверда, одужується конвекційними струмами, які. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/7/4/6/7466fb8049_50004180_terre-270907.jpg "data-url ="/planete/definitions/structure-terre- mantle-zemrestrial-2495/"data-more =" Lire la suite "> наземна мантія на орбіті, залишається довести, що отримані маленькі супутники насправді зіткнуться, щоб створити Місяць. Якби цей останній крок нарешті виявився неймовірним, ми б і не можна виключати гіпотезу про те, що дуже висока подібність, що спостерігається між хімічним складом Місяця та мантії Землі, буде поставлена під сумнів, коли з’являться більші кількості місячних порід.
Походження Місяця: новини про зіткнення Теї та Землі
Стаття Лорана Сакко, опублікована 22.09.2016
Походження Місяця - захоплююча проблема космогонії. Протягом кількох десятиліть наукове співтовариство підтримувало гіпотезу про його генезис внаслідок зіткнення Землі та маленької планети на ім'я Тея. Зараз дослідники вважають, що це Ось список небесних об'єктів, які можна назвати зіркою (№ "Data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/6/c/c/6cc6562b02_127395_astre-c-esa-hubble-nasa.jpg "data-url ="/science/definitions/etoile-astre-851/"data-more =" Читати далі "> зірка вразила Землю лобово, а не боком, як припускають, поки що.
Два американські дослідники щойно опублікували в "Природі" статтю, яка, хоча жодним чином не ставить під сумнів сценарій зіткнення між молодою Землею і маленькою планетою на ім'я Тея, що пояснює утворення Місяця, все ще представляє важливу частину дискусій щодо різних моделі, які з цього випливають. Знову ж таки, саме методи ізотопної космохімії, здається, дозволили зробити значний прогрес.
Серед наведених пояснень ми припустили існування атмосфери випарених силікатних порід, що покривають протолюну та молоду Землю, що призводить до хімічного обміну, що має тенденцію до гомогенізації складу двох тіл. Там навіть був би диск з утворенням магми.
Він утворюється при високій температурі і під високим тиском. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/6/1/2/612232a1f7_50034213_gabro-piotr-sosnowski-wikipedia.jpg "data-url ="/planete/definitions/structure-terre-magma-461/"data-more =" Детальніше "> магма, що оточує Землю, утворюється переважно з речовини пізньої Теїї і нарешті народжує Місяць.
Більш радикальна гіпотеза передбачала фронтальне зіткнення між Теєю та Землею, що виділяло багато теплової енергії. Оболонка гарячої речовини в стані надкритичної рідини, що утворилася, по суті, з мантії Землі до зіткнення, тоді б ущільнилася, даючи Місяць, а також значну частину нової мантії нашої планети.
Посилення коефіцієнта 10 у точності вмісту певних ізотопів калію, в даному випадку 41 K та 39 K, виміряних у місячних породах, про які повідомляє програма Apollo, однак, щойно підтримало цю останню гіпотезу, як пояснюється Стаття про природу. Спостережувані відмінності не будуть сумісні з першою гіпотезою через різницю в процесі конденсації речовини та її хімічного фракціонування.
Походження Місяця: він народився б у результаті фронтального зіткнення
Нове дослідження, що містить ізотопи генерала
Символ: ONАтомне число: 8 Електрон на енергетичний рівень: 2.6 Атомна маса: 15.999 u Найбільш стабільні ізотопи. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/4/7/d/47dc2cafaf_59586_rust-screw.jpg "data-url ="/science/definitions/chimie -oxygene- 798/"data-more =" Lire la suite "> кисень у наземних та місячних гірських породах, здається, призводить до перегляду сценарію формування Місяця. Він би сформувався добре після зіткнення між прото-Землею та величезним ударом, Тея, як ми думали. Але шок був би лобовим .
Стаття Лорана Сакко, опублікована 02.02.2016
Оскільки Вільям К. Хартманн і Дональд Р. Девіс опублікували у відомій газеті "Ікар" статтю, в якій пропонували основні напрямки сценарію зіткнення, які могли б пояснити походження Місяця, вона знала кілька поворотів і продовжує зростати. Подібно до своїх колег Аластера Г. В. Камерона та Вільяма Р. Уорда (які також самостійно дійшли подібних висновків), двох астрофізиків надихнула робота з формування планет Сонячної системи із радянської школи під керівництвом Віктора Сафронова .
Ці чотири дослідники також використовували космохімічні дані гірських порід, повернутих на Землю місіями Космічна програма "Аполлон"
Аполлон - це американська космічна програма для дослідження Місяця людиною, прийнята президентом США Джоном Фіцджеральдом Кеннеді в 1961 році.
Мета. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/b/7/5/b7563ef6d1_50084103_apollo11.jpg "data-url ="/science/definitions/univers-apollo-3743/"data-more =" Читати далі "> Аполлон, а також аналіз метеоритів. Вони дійшли до того самого висновку: через кілька десятків мільйонів років після початку формування Сонячної системи 4 роки тому, 56 мільярдів років тому маленька планета розміром з Марс і названа Тея - її ім'я вона отримала на згадку про грецьке материнське божество Геліоса (Сонце) та Селену (Місяць) - повинна зіткнутися із зіткненням з прото-Землею. Тоді уламки цього зіткнення народили б Місяць шляхом накопичення в диску матеріалу, що утворився навколо молодої Землі.Небесна механіка насправді каже нам, що зіткнення є набагато більш імовірним, ніж захоплення Місяця Землею.
Гіпотеза насправді не отримала резонансу серед наукового співтовариства, поки в 1984 році на Гаваях не відбулася конференція щодо походження Місяця. Це спричинило публікацію книги у 1986 р., Яка з тих пір стала довідковою інформацією на цю тему. Згодом з’явилися численні чисельні моделювання (зокрема, Робіна Канупа в 1990-х), які як сприяли зміцненню цієї теорії, так і зробили її проблематичною. Космохіміки також долучилися, і хоча ніхто насправді не ставив під сумнів сценарій зіткнення, все ж є деякі коливання маятника, коли справа доходить до деталей цього зіткнення.
Місяць містить багато речовини з земної мантії
Останній сценарій висвітлено в статті, опублікованій у Science міжнародною групою дослідників. Тут знову проблема полягає у визначенні точного хімічного складу Теї, її розміру та особливо кута нахилу з прото-Землею на момент удару. Відповідно до цих параметрів, більша або менша кількість мантії Землі була б викинута в космос, а потім включена в молодий Місяць.
Щоб обмежити ці параметри, дослідники провели новий аналіз зразків семи місячних порід, повернутих місіями Аполлон 12, 15 і 17. Точніше, вони визначили вміст ізотопів кисню 16, 17 і 18. Те саме зробили з п’ятьма класифікаціями вулканічних порід
Вулканічні породи є предметом класифікації, яка базується на декількох. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/5/6/5/565eaa89c9_50034262_meteorites-mars-zagami-pierre-thomas-ens-lyon.jpg "data-url = "/ planete/definitions/structure-terre-roche-volcanique-1102 /" data-more = "Read more"> вулканічні породи, що надходять з Гаваїв і, отже, є результатом підйому шлейфу гарячого матеріалу, пов'язаного з точкою гарячого, джерело, що забезпечує доступ до глибокого складу земної мантії. Також використано вулканічну породу з Арізони.
Кисень у різних його ізотопних формах становить до 90% від обсягу силікатних порід, що складають земну мантію та її континентальні форми кір, як випливає з назви, континентів. Це, по суті, природа. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/7/d/1/7d1ca441ac_44707_def-ep Товщина-croute-terrestre-usgs.jpg "data-url ="/planete/definitions/structure-terre-croute-zemrestrial-2491/"data-more =" Read more "> земної кори і недалеко від 50% їх ваги. Ці ізотопи є своєрідними відбитками пальців скелястих тіл у Сонячній системі Марса, Земля та метеорити мають специфічну кількість изотопов 17 і 18. Однак, на відміну від тверджень німецьких дослідників у 2014 році, зараз виявляється, що немає помітних відмінностей у кількості изотопов в межах Місяця та Землі.
Апріорі, Тея мав мати ізотопний склад, відмінний від складу Землі. На думку дослідників, щоб пояснити, що Місяць і Земля втратили пам'ять про цю різницю, необхідно припустити фронтальне зіткнення.
До цього часу переважною була гіпотеза про бічне зіткнення з кутом 45 °. Однак при лобовому зіткненні більша кількість матеріалу, що надходить з мантії нашої планети, особливо викинулася б до того, як частина, змішана з останками Теї, потрапила б у молодий Місяць і молоду Землю. При зіткненні на 45 ° Місяць містив би більше матеріалу з Теї, що, схоже, не так.
Останнє слово, мабуть, ще не сказано. Наступні місячні місії, геохімічний аналіз, проведений на Землі, і чисельне моделювання небесної механіки, безсумнівно, підживлять дискусію на довгий час.